WO2010082445A1 - 車両用空調装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a vehicle air conditioner having a solar radiation sensor that detects an amount of solar radiation incident on a vehicle.
- the vehicle air conditioner is for air conditioning control such as an in-vehicle temperature sensor that detects the temperature inside the vehicle, an outside temperature sensor that detects the temperature outside the vehicle (outside air), and a solar radiation sensor that detects the amount of solar radiation irradiated into the vehicle interior.
- the target temperature, the air flow rate, etc. are calculated from the sensor output from each of these sensors and the set temperature value set by the operator (occupant) to control the air conditioning control (air conditioning The wind is blown out from a predetermined outlet into the vehicle (see, for example, Patent Document 1).
- the solar radiation sensor is disposed on the instrument panel in the vehicle, and outputs a detection signal corresponding to the amount of solar radiation incident on the vehicle.
- the in-vehicle temperature sensor is generally arranged on an operation panel near the passenger.
- the temperature on the instrument panel is particularly high in the car due to radiant heat generated by solar radiation incident through the windshield. It is high.
- the air conditioning control of the vehicle air conditioner is performed at the same time as starting the engine in this situation, the occupant feels that the sensible temperature is high due to the radiant heat on the instrument panel, but the in-vehicle temperature sensor detects the in-vehicle temperature near the occupant
- air conditioning control is performed based on the detected temperature information, a comfortable cool feeling may not be obtained at the initial stage of air conditioning.
- the present invention provides a vehicle air conditioner that can easily perform appropriate air conditioning control by reflecting the temperature on the instrument panel in the air conditioning control without additionally arranging a temperature sensor on the instrument panel.
- the purpose is to do.
- a vehicle air conditioner includes a solar radiation amount detecting element that detects an amount of solar radiation incident on an instrument panel, and a detection signal value output from the solar radiation amount detecting element.
- a solar radiation sensor that outputs a detection signal that is temperature-corrected by the temperature correction element, and a detection signal from the solar radiation sensor based on the detection signal from the solar radiation sensor.
- Air conditioning control means for controlling air conditioning.
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a vehicle air conditioner according to an embodiment of the present invention.
- the vehicle air conditioner 1 has an air conditioning case 2 provided in an instrument panel (not shown) at the front of the passenger compartment, and is formed in the air conditioning case 2.
- a blower fan (blower) 3 a cooling / cooling heat exchanger (hereinafter referred to as “evaporator”) 4 installed downstream of the blower fan 3 in the air flow direction, and an air flow of the evaporator 4.
- a heater core 5 installed on the downstream side in the direction and an air mix door 6 installed between the evaporator 4 and the heater core 5 are provided.
- the heater core 5 heats the air passing through the heater core 5 using hot water (cooling water) circulated to drive the engine as a heat source.
- An inside / outside air switching door 7 is installed on the upstream side in the air flow direction of the air conditioning case 2 (left side in FIG. 1), and either the inside air introduction port 8a or the outside air introduction port 8b is turned by the rotation of the inside / outside air switching door 7. By selectively switching between, the inside air or the outside air is introduced. Further, on the downstream side of the air conditioning case 2 in the air flow direction (the right side in FIG. 1), a def door 11 that distributes the air (air conditioned air) temperature-controlled in the air mix chamber 9 to the defroster outlet 10, and a vent blower A vent door 13 that distributes to the outlet 12 and a foot door 15 that distributes to the foot outlet 14 are provided.
- the evaporator 4 constitutes a refrigeration cycle together with a compressor, a condenser, a liquid tank, a circulation pipe, and the like driven by an engine (not shown), and air (inside air or outside air) blown to the evaporator 4 side by rotation of the blower fan 3 and the evaporator. Heat exchange is performed with the refrigerant circulating in the refrigerant tube (not shown), and the air passing through the evaporator 4 is cooled.
- an arrow A indicates the air flow direction.
- the air conditioning control device (air conditioner ECU) 16 of the vehicle air conditioner 1 includes a sensor signal from each sensor such as a temperature sensor (external temperature sensor, in-vehicle temperature sensor, etc.) 17, a solar radiation sensor 18, which will be described later, and an occupant operating the control panel (not The air conditioning control signals such as the target temperature and the air flow rate are calculated by taking in the set temperature value information set in the figure). Then, the air conditioning control device 16 controls the fan motor M to control the rotation speed of the blower fan 3 based on the calculated air conditioning control signal, and also controls the air mix door drive unit 19 to control the air mix door 6. Adjust the opening.
- the temperature-controlled air is blown out from the vent outlet 12 by, for example, turning the vent door 13 to the open position.
- the solar radiation sensor 18 is disposed on the instrument panel 21 of the vehicle (automobile) 20 and detects the amount of solar radiation that enters the vehicle through the windshield 22.
- An in-vehicle temperature sensor (not shown) is disposed on an operation panel near the driver's seat.
- the sensor unit 18 a of the solar radiation sensor 18 includes a photodiode 23 as a solar radiation amount detection element connected in series and an NTC (Negative Temperature Coefficient) thermistor 24 as a temperature correction element. Yes.
- the photodiode 23 outputs a current proportional to the amount of received light.
- the NTC thermistor 24 is an element having a temperature characteristic in which the resistance value decreases as the temperature rises.
- the sensor part 18a of the solar radiation sensor 18 is composed of the photodiode 23 and the NTC thermistor 24 connected in series, the solar radiation is incident on the instrument panel 21 through the windshield 22, When the temperature on the instrument panel 21 rises, the resistance value decreases due to the temperature characteristics of the NTC thermistor 24, so that current easily flows. As a result, the current value output from the sensor unit 18a is higher than that of the photodiode 23 alone. When the amount of solar radiation incident on the sensor unit 18a of the solar radiation sensor 18 increases, the temperature on the instrument panel 21 increases accordingly.
- the output current characteristic of a is the case where the temperature on 21 is higher than the vehicle interior temperature (for example, about 60 ° C.) due to radiant heat in summer and the like
- the output current characteristic of c is radiant heat radiation when the temperature on instrument panel 21 is in winter ( This is a case where the temperature is lower than the vehicle interior temperature (for example, about 5 ° C.) due to cold radiation.
- the horizontal axis represents the amount of solar radiation
- the vertical axis represents the output current.
- the solar radiation sensor 18 can perform temperature correction on the current output in proportion to the amount of solar radiation detected by the photodiode 23 in accordance with the temperature on the instrument panel 21. Therefore, for example, when the vehicle 20 (see FIG. 2) is parked outdoors with the window closed, and when the temperature on the instrument panel 21 is particularly high due to radiant heat, the engine starts.
- the solar radiation sensor 18 is a sensor output (for example, b in FIG. 4B) that is temperature-corrected according to the temperature on the instrument panel 21 where the temperature is rising. Output current characteristic) is output to the air conditioning controller 16.
- the air conditioning control device 16 Based on the sensor output from the input solar radiation sensor 18 (sensor output that has been temperature-corrected according to the temperature on the instrument panel 21), the air conditioning control device 16 has a blowing temperature that is higher than that in the case where this temperature correction is not performed.
- the fan motor M is controlled to control the rotation speed of the blower fan 3 so as to blow out low air (cold air), and the air mix door driving unit 19 is controlled to adjust the opening degree of the air mix door 6.
- air conditioning correction control in which air (cold air) having a lower blowing temperature than when no temperature correction corresponding to a temperature rise on the instrument panel 21 is performed is performed on the instrument panel 21 with the in-vehicle temperature sensor. Can be performed without additional arrangement of a temperature sensor. Therefore, it becomes possible to obtain a comfortable cool feeling from the initial stage of air conditioning for the passenger who feels that the sensible temperature is high due to the radiant heat on the instrument panel 21.
- the air conditioning control of the vehicle air conditioner is performed as described above when the engine is started.
- the solar radiation sensor 18 outputs the sensor output (for example, the output current characteristic of c in FIG. 4) that has been temperature-corrected according to the temperature on the instrument panel 21 having a low temperature to the air conditioning control device 16.
- the air conditioning control device 16 Based on the sensor output from the input solar radiation sensor 18 (sensor output that has been temperature-corrected according to the temperature on the instrument panel 21), the air conditioning control device 16 has a blowing temperature that is higher than that in the case where this temperature correction is not performed.
- the fan motor M is controlled so as to blow out high air (warm air) and the rotational speed of the blower fan 3 is controlled, and the air mix door drive unit 19 is controlled to adjust the opening degree of the air mix door 6. .
- air conditioning correction control is performed on the instrument panel 21 so that air (warm air) having a higher blowing temperature is blown out than when no temperature correction corresponding to the temperature drop on the instrument panel 21 is performed.
- This can be performed without additionally arranging a temperature sensor different from the above. Therefore, it becomes possible to obtain a comfortable warm feeling from the initial stage of air conditioning for an occupant who feels that the sensible temperature is low due to radiation heat radiation on the instrument panel 21.
- the solar panel 18 having the photodiode 23 and the NTC thermistor 24 in the sensor unit 18 a is arranged on the instrument panel 21, whereby the instrument panel 21.
- the temperature on the instrument panel 21 can also be reflected in the air conditioning control, and appropriate air conditioning control can be easily performed.
- the sensor part 18a of the solar radiation sensor 18 was the sensor structure by which the photodiode 23 and the NTC thermistor 24 were arrange
- FIG. 5A has a sensor configuration in which a photodiode 23 and an NTC thermistor 24 are connected in parallel
- the sensor unit 18a in FIG. 5B has a photodiode 23 and a forward diode 25 arranged in series
- the sensor unit 18a of FIG. 5C has a sensor configuration in which a photodiode 23 and a Zener diode 26 are arranged in parallel.
- the sensor part 18a of the solar radiation sensor 18 was one sensor structure, the sensor structure which has arrange
- the air conditioning control means corrects the air conditioning so as to correct the temperature of the conditioned air blown into the vehicle based on the detection signal from the solar radiation sensor whose temperature is corrected by the temperature correction element.
Abstract
インストルメントパネル上に入射する日射量を検出する日射量検出素子と、該日射量検出素子から出力される検出信号値をインストルメントパネル上の温度に応じて補正する温度補正素子とを有し、該温度補正素子により温度補正された検出信号を出力する日射センサと、該日射センサからの検出信号に基づいて、車内の空調を制御する空調制御手段と、を備える車両用空調装置。
Description
本発明は、車内へ入射する日射量を検出する日射センサを有する車両用空調装置に関する。
車両用空調装置は、車内の温度を検出する車内温度センサと、車外（外気）の温度を検出する車外温度センサと、車室内へ照射される日射量を検出する日射センサなどの空調制御のための複数のセンサを有しており、これらの各センサからのセンサ出力と操作者（乗員）が設定した設定温度値から、目標温度、送風量等を算出して、空調制御された空気（空調風）を所定の吹出口から車内へ吹出すようにしている（例えば、特許文献１参照）。
上記のように車両用空調装置の空調制御に、日射センサで検出した車内へ入射する日射量も同時に考慮することにより、車内の乗員に対してより快適な空調を行うことができる。
ところで、日射センサは車内のインストルメントパネル上に配置されており、車内に入射する日射量の大きさに応じた検出信号を出力する。また、車内温度センサは、一般に乗員近くの操作パネルに配置されている。
このため、例えば、窓を閉め切った状態で車両（自動車）を夏場の晴天時に屋外に駐車させていた場合、フロントガラスを通して入射する日射によって生じる輻射熱により、インストルメントパネル上は車内の中でも特に温度が高くなっている。そして、この状況時にエンジン始動とともに車両用空調装置の空調制御を行った場合、乗員はインストルメントパネル上の輻射熱によって体感温度が高いと感じているが、車内温度センサは乗員近くの車内温度を検出しこの検出温度情報に基づいて空調制御を行うため、空調初期時は快適な涼感を得られないことがある。
また、インストルメントパネル上に前記車内温度センサとは別の温度センサを追加配置する構成では、空調制御が複雑になり、コストも高くなる。
そこで、本発明は、インストルメントパネル上に温度センサを追加配置することなく、インストルメントパネル上の温度も空調制御に反映させて適切な空調制御を容易に行うことができる車両用空調装置を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために本発明に係る車両用空調装置は、インストルメントパネル上に入射する日射量を検出する日射量検出素子と、該日射量検出素子から出力される検出信号値を前記インストルメントパネル上の温度に応じて補正する温度補正素子とを有し、該温度補正素子により温度補正された検出信号を出力する日射センサと、該日射センサからの前記検出信号に基づいて、車内の空調を制御する空調制御手段と、を備える。
以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る車両用空調装置を示す概略構成図である。
図１に示すように、本実施形態に係る車両用空調装置１は、車室前部のインストルメントパネル（不図示）内に設けられる空調ケース２を有し、この空調ケース２内に形成される送風路中に、送風ファン（ブロア）３と、該送風ファン３の空気流れ方向下流側に設置した放冷却用熱交換器（以下、「エバポレータ」という）４と、該エバポレータ４の空気流れ方向下流側に設置したヒータコア５と、エバポレータ４とヒータコア５との間に設置したエアミックスドア６を有している。ヒータコア５は、エンジン駆動に循環される温水（冷却水）を熱源として該ヒータコア５を通過する空気を加熱する。
空調ケース２の空気流れ方向上流側（図１の左側）には、内外気切替ドア７が設置されており、内外気切替ドア７の回動により内気導入口８ａと外気導入口８ｂのいずれかを選択的に切替えることで、内気または外気が導入される。また、空調ケース２の空気流れ方向下流側（図１の右側）には、エアミックス室９にて温調された空気（空調エア）を、デフロスター吹出口１０に分配するデフドア１１と、ベント吹出口１２に分配するベントドア１３と、フット吹出口１４に分配するフットドア１５が設けられている。
エバポレータ４は、不図示のエンジンにより駆動されるコンプレッサ、コンデンサ、リキッドタンク、循環パイプ等とともに冷凍サイクルを構成し、送風ファン３の回転によってエバポレータ４側に送風される空気（内気又は外気）とエバポレータ４の冷媒チューブ（不図示）内を循環する冷媒との間で熱交換を行い、エバポレータ４を通過する空気を冷却するものである。なお、図１において、矢印Ａは空気流れ方向である。
車両用空調装置１の空調制御装置（エアコンＥＣＵ）１６は、温度センサ（車外温度センサ、車内温度センサ等）１７、後述する日射センサ１８などの各センサからのセンサ信号と乗員が操作パネル（不図示）で設定した設定温度値情報とを取り込んで、目標温度、送風量等の空調制御信号を算出する。そして、空調制御装置１６は、算出した空調制御信号に基づいて、ファンモータＭを制御して送風ファン３の回転数を制御するとともに、エアミックスドア駆動部１９を制御してエアミックスドア６の開度を調整する。
これにより、エバポレータ４を通過した冷風（空気）の一部をヒータコア５側に導入させて、前記冷風とヒータコア５により得られた温風とをエアミックス室１０で混合させることで、設定温度に温調された空気（冷風）が、例えばベントドア１３を開位置に回動させることでベント吹出口１２から吹出される。
日射センサ１８は、図２に示すように、車両（自動車）２０のインストルメントパネル２１上に配置されており、フロントガラス２２を通して車内に入射する日射量を検出する。なお、不図示の車内温度センサは、運転席近くの操作パネルに配置されている。
この日射センサ１８のセンサ部１８ａは、図３に示すように、直列に接続された日射量検出素子としてのフォトダイオード２３と温度補正素子としてのＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタ２４とを有している。フォトダイオード２３は、受光した光の光量に比例した電流を出力する。ＮＴＣサーミスタ２４は、温度上昇とともに抵抗値が減少する温度特性を有する素子である。
このように、日射センサ１８のセンサ部１８ａが、直列に接続されたフォトダイオード２３とＮＴＣサーミスタ２４とで構成されているので、フロントガラス２２を通してインストルメントパネル２１上に日射光が入射して、インストルメントパネル２１上の温度が上昇すると、ＮＴＣサーミスタ２４の温度特性により抵抗値が小さくなるので、電流が流れやすくなる。これにより、センサ部１８ａから出力される電流値が、フォトダイオード２３だけの場合よりも高くなる。日射センサ１８のセンサ部１８ａに入射する日射量が増加すると、それに応じてインストルメントパネル２１上の温度が上昇する。
例えば、図４に示すように、ａの出力電流特性は、インストルメントパネル２１上の温度が車内温度と略同程度（例えば、２５℃程度）の場合、ｂの出力電流特性は、インストルメントパネル２１上の温度が夏場などでの輻射熱で車内温度よりも高温（例えば、６０℃程度）の場合であり、ｃの出力電流特性は、インストルメントパネル２１上の温度が冬場などでの輻射放熱（冷輻射）で車内温度よりも低温（例えば、５℃程度）の場合である。なお、図４において、横軸は日射量であり、縦軸は出力電流である。
このように、日射センサ１８は、フォトダイオード２３で検出した日射量に比例して出力される電流に対して、インストルメントパネル２１上の温度に応じて温度補正を行うことができる。よって、例えば、窓を閉め切った状態で車両２０（図２参照）を夏場の晴天時に屋外に駐車させていて、インストルメントパネル２１上の温度が輻射熱で特に高温になっているとき、エンジン始動とともに上記したように車両用空調装置の空調制御を行う場合に、日射センサ１８は、温度上昇しているインストルメントパネル２１上の温度に応じて温度補正されたセンサ出力（例えば、図４のｂの出力電流特性）を空調制御装置１６に出力する。
空調制御装置１６は、入力した日射センサ１８からの前記センサ出力（インストルメントパネル２１上の温度に応じて温度補正されたセンサ出力）に基づいて、この温度補正を行わない場合よりも吹出温度が低い空気（冷風）を吹出すように、ファンモータＭを制御して送風ファン３の回転数を制御するとともに、エアミックスドア駆動部１９を制御してエアミックスドア６の開度を調整する。
これにより、インストルメントパネル２１上の温度上昇に対応した温度補正を行わない場合よりも吹出温度が低い空気（冷風）が吹出すような空調補正制御を、インストルメントパネル２１上に車内温度センサとは別の温度センサを追加配置することなく行うことができる。よって、インストルメントパネル２１上の輻射熱によって体感温度が高いと感じている乗員に対して、空調初期時から快適な涼感を得られるようにすることが可能となる。
また、逆にインストルメントパネル２１上の温度が冬場などでの輻射放熱（冷輻射）で車内温度よりも低温になっているとき、エンジン始動とともに上記したように車両用空調装置の空調制御を行う場合に、日射センサ１８は、温度の低いインストルメントパネル２１上の温度に応じて温度補正されたセンサ出力（例えば、図４のｃの出力電流特性）を空調制御装置１６に出力する。
空調制御装置１６は、入力した日射センサ１８からの前記センサ出力（インストルメントパネル２１上の温度に応じて温度補正されたセンサ出力）に基づいて、この温度補正を行わない場合よりも吹出温度が高い空気（温風）を吹出すように、ファンモータＭを制御して送風ファン３の回転数を制御するとともに、エアミックスドア駆動部１９を制御してエアミックスドア６の開度を調整する。
これにより、インストルメントパネル２１上の温度低下に対応した温度補正を行わない場合よりも吹出温度が高い空気（温風）が吹出すような空調補正制御を、インストルメントパネル２１上に車内温度センサとは別の温度センサを追加配置することなく行うことができる。よって、インストルメントパネル２１上の輻射放熱によって体感温度が低いと感じている乗員に対して、空調初期時から快適な温感を得られるようにすることが可能となる。
このように、本実施形態に係る車両用空調装置１によれば、センサ部１８ａにフォトダイオード２３とＮＴＣサーミスタ２４を有する日射センサ１８をインストルメントパネル２１上に配置することにより、インストルメントパネル２１上にインストルメントパネル温度を検出するインパネ温度センサを配置することなく、インストルメントパネル２１上の温度も空調制御に反映させて適切な空調制御を容易に行うことができる。
また、前記実施形態では、日射センサ１８のセンサ部１８ａは、フォトダイオード２３とＮＴＣサーミスタ２４とが直列に配置されたセンサ構成であったが、これに限らず、例えば、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃにそれぞれ示すようなセンサ構成でも、同様にインストルメントパネル２１上の温度に応じて温度補正されたセンサ出力を得ることができる。
図５Ａのセンサ部１８ａは、フォトダイオード２３とＮＴＣサーミスタ２４とが並列に接続されたセンサ構成であり、また、図５Ｂのセンサ部１８ａは、フォトダイオード２３と順方向ダイオード２５とが直列に配置されたセンサ構成であり、更に、図５Ｃのセンサ部１８ａは、フォトダイオード２３とツェナーダイオード２６とが並列に配置されたセンサ構成である。
また、前記実施形態では、日射センサ１８のセンサ部１８ａが１つのセンサ構成であったが、日射センサ１８に２つのセンサ部１８ａを配置したセンサ構成でもよく、更に、オートライト機能（車外が暗くなったときに自動的にライトを点灯させる機能）を有するセンサ部を、前記日射センサ１８のセンサ部１８ａと一体的に組み込んだセンサ構成でもよい。
本発明に係る車両用空調装置によれば、空調制御手段は、温度補正素子により温度補正された日射センサからの検出信号に基づいて、車内に吹出す空調風の温度を補正するように空調補正制御を行うことにより、インストルメントパネル上の温度が輻射熱で特に高温になっている場合でも、インストルメントパネル上の温度上昇に対応した温度補正を行わない場合よりも吹出温度が低い空気（冷風）を吹出させることができる。これにより、インストルメントパネル上の輻射熱によって体感温度が高いと感じている乗員に対して、空調初期時から快適な涼感を得られるようにすることが可能となる。
以上、本発明に係る車両用空調装置を実施形態に基づき説明してきたが、具体的な構成については、上記した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。本発明は、２００９年１月１４日に出願された日本特許出願番号２００９－００５９２３号に基づき優先権主張をするものであり、同出願の明細書、図面及び特許請求の範囲を含む出願内容は、すべてを参照してここに含める。
Claims (10)
- インストルメントパネル上に入射する日射量を検出する日射量検出素子と、該日射量検出素子から出力される検出信号値を前記インストルメントパネル上の温度に応じて補正する温度補正素子とを有し、該温度補正素子により温度補正された検出信号を出力する日射センサと、
該日射センサからの前記検出信号に基づいて、車内の空調を制御する空調制御手段と、を備える車両用空調装置。 - 前記日射量検出素子は、受光した光の光量に比例した電流を出力するフォトダイオードであり、前記温度補正素子は、温度上昇とともに抵抗値が減少する温度特性を有するサーミスタであり、該サーミスタは、前記フォトダイオードから出力される電流値を、前記温度特性を用いて補正する請求項１に記載の車両用空調装置。
- 前記フォトダイオードと前記サーミスタとが直列的に接続されている請求項２に記載の車両用空調装置。
- 前記フォトダイオードと前記サーミスタとが並列的に接続されている請求項２に記載の車両用空調装置。
- 前記日射量検出素子は、受光した光の光量に比例した電流を出力するフォトダイオードであり、前記温度補正素子は、温度特性を有する順方向ダイオードであり、該順方向ダイオードは、前記フォトダイオードから出力される電流値を、前記温度特性を用いて補正する請求項１に記載の車両用空調装置。
- 前記フォトダイオードと前記順方向ダイオードとが直列的に接続されている請求項５に記載の車両用空調装置。
- 前記日射量検出素子は、受光した光の光量に比例した電流を出力するフォトダイオードであり、前記温度補正素子は、温度特性を有するツェナーダイオードであり、該ツェナーダイオードは、前記フォトダイオードから出力される電流値を、前記温度特性を用いて補正する請求項１に記載の車両用空調装置。
- 前記フォトダイオードと前記ツェナーダイオードとが並列的に接続されている請求項７に記載の車両用空調装置。
- 前記日射量検出素子と前記温度補正素子とがセンサ部を構成し、前記日射センサは、２つの前記センサ部を備える請求項１に記載の車両用空調装置。
- 前記日射センサ部は、オートライト機能を有するセンサ部を備える請求項９に記載の車両用空調装置。
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